기술과 솔루션
유니버설 로봇, 로봇과 레이저가 함께 이룬 성공
작성자 : 이용우
2018-09-10 |
조회 : 1842
로봇과 레이저는 오랜 역사를 함께하고 있습니다. 이제는 비용 효율적이고 사용이 간편한 로봇과 비용을 낮춘 새로운 레이저가 완벽한 조합을 이루어 다양한 조각 및 마킹 분야에 사용되고 있습니다.
세계적인 판각 및 마킹기 제공업체 그라보테크(Gravotech)의 서부 지역 관리자인 빅토르 아모림
(Victor Amorim)은 "요즘은 모든 일은 숫자를 요구합니다"라고 말합니다. 아모림은 2010년에 벌어졌던 석유 유출 사고를 예로 듭니다. 당시 브리티시페트롤리엄(BP)는 트레이서빌리티(Traceability) 번호가 없었기 때문에 관련 하청 업체들의 책임 소지를 파악할 수 없었다고 설명합니다. 오늘날에 만들어지는 거의 모든 것에는 제조업체, 부품 번호, 날짜 코드 및 일련번호와 보증 정보를 명시하도록 되어 있습니다.
자동 마킹 시스템으로 생산 라인을
계속 가동시키는 그라보테크
최근 그라보테크는 UR5 로봇을 사용하여 새롭게 자동화한 레이저 및 도트 핀 마킹 솔루션을 선보였습니다. UR5는 필요한 부품 종류 및 마크 유형별로 구분하여 그라보테크 LW2 Class 1 레이저 구역에 자동 배치하고, F30 파이버 레이저로 마킹 할 수 있게 하거나 부품을 XF510CP 도트 핀 마커 아래쪽에 놓습니다. UR 로봇은 빠르고 정교하며 조정이 가능하고 제어하기가 쉽습니다. 또한 즉석으로 터치스크린 인터페이스를 이용하여 프로그래밍을 변경할 수도 있습니다. 그리고 안전 센서가 내장되어 있어 담당 작업자 바로 옆에서 검사 또는 관련 공정을 안전하게 할 수 있습니다.
그라보테크는 생산을 안정적이고 일관성 있게 이루어지도록 하는 자동 마킹 솔루션에 대한 관심이 더욱 커질 것으로 기대하고 있습니다. 아모림씨는 "우리는 군사, 의료, 자동차, 오일, 가스 등 다양한 산업에 솔루션을 제공하며, 그들은 부품 마킹을 위해 우리 솔루션을 사용할 수밖에 없습니다. 왜냐하면, 마킹을 하지 않으면 선적할 수가 없고 선적하지 않으면 이익을 창출할 수가 없기 때문이죠. 따라서 이것은 공정의 너무나도 중요한 부분이고, 이 로봇과 레이저 머신이 있으면 작업을 계속할 수 있습니다. 우리 고객들은 이 솔루션으로 문제를 해결했습니다”라고 말합니다.
그라보테크와 오스틀링 레이저(Ostling Laser)가 UR 로봇을 어떻게 전개했는지 확인해 보십시오.
사람의 개입 없이 정밀한
의료 부품을 마킹하는 오스틀링
오스틀링은 세계적인 마킹 시스템 제공하는 또 다른 업체입니다. 이 업체는 UR 로봇을 활용하여자동화된 초과 다이오드 펌프 솔리드-스테이트 레이저 마킹 시스템을 선보이고 있습니다. 제품 지원 매니저인 브라이언 와츠(Brian Watts)는 로봇이 레이저 마커 프로세스를 위한 회전 제어 및 위치뿐만 아니라 Z축에 대한 전체 제어를 관리한다고 설명합니다. 또한 로봇은 육안으로 마크를 검사하거나 절단 또는 용접 시스템을 확인하기 위해 비전시스템과 통합될 수 있습니다.
UR 로봇은 자동화 시스템에 중요한 능력을 가져다 줍니다. 와츠는 "UR 로봇은 프로그래밍하기가 정말 쉽습니다. 유닛의 협업 특성을 이용하여 쉽게 설정할 수 있습니다. 게다가 안전합니다. 과거에 사용하던 로봇에서는 수많은 프로그래밍이 필요했고, 안전은 늘 문제였습니다. UR 로봇의 경우에는 엔드 이펙터를 잡아 원하는 위치로 옮긴 다음 티치 펜던트를 사용하여 세부 설정이 되도록 다이얼을 돌리기만 하면 됩니다."라고 말합니다.
UR3 로봇은 z-축 포커싱에 대한 전체 제어 및 레이저 마킹 공정의 회전 제어와 로케이션을 관리합니다.
오스틀링은 작업자가 일관성과 반복성을 유지하기 어렵고 사람이 하기에는 인체공학적으로 문제가 있는 대용량 마킹 작업의 경우 턴키 시스템의 잠재력을 긍정적으로 평가하고 있습니다. 오스틀링 시스템은 사람과 부품의 상호작용이 전혀 없는 Class 10,000 클린룸에서 해야 하는 의료 마킹 작업에 이상적입니다. 이 경우 로봇은 마크 위치를 확인하는 비전 시스템을 통해 부품을 집어 올리고 검사할 수 있어 사람이 개입할 필요가 없습니다.
와츠는 “복강경 또는 내시경 수술의 경우처럼 아주 미세한 눈금선 또는 식별 마크가 있는 경우도 있습니다. 우리는 레이저와 로봇과 협력하면서 부품의 올바른 위치에 마킹이 제대로 되고 있는지 알아야 합니다. 그것은 트레이서빌리티를 위해서도 좋습니다. 우리는 그 위에 ID를 마킹한 다음 비전 시스템 아래에 놓아 로봇이 모든 포지셔닝 작업에서 그것을 실제로 사용하게 합니다. 그런 다음 비전 시스템으로 와서 확인을 하고 데이터베이스에 저장한 후 최종 생산 부품으로 출시하거나 마킹이 정확하지 않은 경우에는 거부하여 폐기합니다.” 라고 말합니다.
오스틀링은 의료 분야를 넘어 항공 산업에도 관심을 보이고 있습니다. 자동차 산업처럼 정밀한 부품의 인간 오염 가능성 없이 로봇이 끈임 없이 일할 수 있는 산업이기 때문입니다.
UR5 로봇이 레이저 판각을 위해 티타늄 명함을 집고 이동시킵니다.
고미술품 복원에서 로봇 레이저
판각 사업으로 뛰어든 ‘더 링 로드’
이 시스템이 현재 이용되고 있는 시스템이지만, 다른 자동화 로봇-레이저 시스템도 성공적으로 제작되고 있으며, 일부는 깜짝 놀란 만한 용도에 사용될 것입니다. 더 링 로드(The Ring Lord)는 체인 메일 공급으로 비즈니스를 시작하여 매일 백만 개의 "점프 링"을 생산하고 있습니다. 이 작은 와이어 링은 각종 장신구 구성품을 연결하는 데에도 사용됩니다. 꾸준히 성장하고 있는 이 회사는 이러한 성장세를 유지하기 위해 여러 번의 변화를 거쳤으며, 레이저 판각 사업에 뛰어든 이후 현재와 같은 자동화 공정을 이뤄가고 있습니다.
더 링 로드는 인식표, 스케일, 링 등을 생산하는 회사였습니다. 이후 이 회사는 맞춤형 판각 명함 사업을 확장하기로 결정했습니다만, 머지않아 인체공학적 과제에 직면했습니다. 이 회사의 소유주 중 한 사람인 존 다니엘스(Jon Daniels)는 그들이 직면한 문제에 대해 이렇게 이야기 합니다. "레이저 마킹기에서 8초에서 10초 짜리 부품을 가공한 후 새 부품을 넣을 때 금속 판을 수동으로 교체하는 작업은 정말 고역이었습니다. 명함을 완성하는 데에는 20~40초 정도가 걸리고, 그 시점이 되면 몸의 상태가 완전히 달라지기 시작합니다. 그 정도 속도로 부품을 직접 교체하는 것은 정말 끔찍한 일이 되죠. 죽도록 피로한 상태가 되면 사람의 작업 능률은 바닥으로 떨어집니다.”
하지만 로봇에게 위와 같은 사항은 문제가 되지 않습니다. 다니엘스는 몇 가지 선택지를 검토한 끝에 유연하면서도 가벼운 UR5을 사용하기로 결정했습니다. 프로그래밍이 쉽다는 것도 큰 장점이었습니다. 다니엘스는 UR5를 사용하는 것에 대해 "일반 스마트폰을 사용하는 것과 다를 바 없다."고 말합니다.
푸텍(FUTEK)이 운용하는 UR5는 로보티크 그리퍼와 통합되었으며
키엔스(Keyence) IV-G300CA 비전 시스템을통해 가이드됩니다.
야간 근무를 담당하는 UR5
남캘리포니아에 위치한 테스트 및 측정 장비 공급업체인 푸텍에서는 UR5 로봇이 레이저 판각기에 증폭기 케이싱을 공급합니다. 푸텍의 기계 기술자 하비에르 루이즈(Javier Ruiz)는 UR5를 도입한 이후로 생산량이 40-50% 증가했고 기존의 작업 인력 활용을 최적화할 수 있었다고 말합니다. “부품 하나를 판각하는 데 7분이 소요되기 때문에 전담 직원이 공정을 감시하는 것은 효율이 떨어지는 일이었습니다. 그 인력을 생산 라인의 다른 곳에 재배치했고, 로봇을 세 번째 교대조로 가동 했습니다." 루이즈는 로봇의 정확한 반복성 덕분에 제품 품질이 얼마나 향상되었는지도 강조해서 설명합니다.
